神舟十二号仍采用20年前的技术,为什么不启用新一代载人飞船

2021-06-17 21:59:33 胖福的小木屋

神舟十二号成功飞天,这也标志着中国空间站建设迈出了关键性的一步。神舟十二号飞船其实仍然沿用的是神舟五号的结构,那为什么过了20年了,神舟十二号没有采用新技术呢?

之所以神舟十二号没有采用新的技术,是因为在之前,我国已陆续成功发射了6艘“神舟”载人飞船,把11名航天员、14人次送上了太空,所以该载人飞船在技术上比较成熟。

宇宙飞船从结构上可以分为单舱式、双舱式和三舱式三种结构,其中三舱式飞船最为先进。苏联第一艘载人飞船“东方一号”宇宙飞船是由载入舱和设备舱组成的双舱式结构.美国的第一代飞船是“水星”号.它采用单舱式结构。

“东方一号”宇宙飞船

当初中国研制神舟飞船的时候,就放弃了国外航天先进国家一舱、二舱、三舱的发展模式,直接跨越式地采用当时最先进的第三代飞船技术——三舱式构型。

即由轨道舱、返回船、推进舱3个舱和1个附加段或对接口组成,总长近9米,总重约8吨,乘员人数3人,飞船内航天员自由活动空间6立方米。飞船有效载荷质量在入轨时不小于300千克,返回时100千克。其可靠性为0.97,航天员的安全性为0.997。该飞船可自主飞行7天,停靠飞行180天。

轨道舱位于返回舱前面,这是为了增加航天员的活动空间。它里面装有多种试验设备和实验仪器,可进行对地观测。

返回舱位于飞船中部,是航天员乘坐的舱段,也是飞船的控制中心。它不仅和其它舱段一样要承受起飞、上升和轨道运行阶段的各种应力和飞行环境,而且还要经受返回时再入大气层阶段的减速过载和气动加热。其为密闭结构,前端有舱门,供航天员进出轨道舱使用。

推进舱紧接在返回舱后面,通常安装推进系统、电源、气瓶和水箱等设备,起保障和服务作用,既为飞船提供动力,进行姿态控制、变轨和制动,并为航天员提供氧气和水。

在当时按照国外的做法,航天员返回后,飞船 的轨道舱就废弃在轨道上了。我国的“神舟号”飞船却具有“留轨利用”的功能。这就是当航天员乘返回舱返回地面后,留在轨道上的轨道舱由太阳能电池翼继续供电,舱内的仪器设备能在无人值守的情况 下,像卫星一样自主地工作,将大大延长飞船执行太空任务的工作寿命,,充分发挥飞 船的“余热”。

神舟五号的发射也标志着中国仅通过1次载人航天发射任务就达到世界第三代载人飞船的水平。时至今日,第三代飞船技术依然是绝大部分国家采用的主流飞船技术(目前真正实用的第四代飞船只有龙飞船)。

当然,在这20年的发展中,神舟飞船也有一些调整。

一是初期试验技术状态,“神舟5号”“神舟6号”载人飞船采用这种技术状态,特点是轨道舱上也装有一对太阳电池翼,返回舱返回地面后,轨道舱可留轨利用半年。

神舟五号

二是出舱活动试验技术状态,“神舟7号”载人飞船采用这种技术状态,特点是取消了轨道舱的太阳电池翼,不留轨利用,并且具有气闸舱的功能,增加了扶手,用于航天员空间出舱活动。

三是天地往返运输器技术状态,前端增装了交会对接装置,这里将与空间站核心舱进行连接,轨道舱不再留轨利用,轨道舱也就成为了航天员进入空间站的必经通道,同时这里也具有储物间的功能。“神舟8号”以后的载人飞船都采用这种技术状态,用于为“天宫”提供载人天地往返运输服务。

神舟十一号

所以,中国神舟十二号采用的老技术并不过时。空间站建设对于中国来说至关重要,使用成熟的技术也更为可靠,神舟十二号也将实现5个首次:①首次实施载人飞船自主快速交会对接;②首次实施绕飞空间站并与空间站径向交会;③首次实现长期在轨停靠;④首次具备从不同高度轨道返回东风着陆场的能力;⑤首次具备天地结合多重保证的应急救援能力

很多人还有这样的疑问,中国第四代飞船已经研发成功,为什么不采用?

为什么不采用新一代飞船

前,美国、中国和俄罗斯正在或已经研制出世界第四代载人飞船。第四代载人飞船采用2舱式构型,由返回舱和服务舱两部分组成。其中返回舱为乘员仓和控制仓,服务舱提供动力和能源。虽然直径比较大,这样能降低成本,提高可靠性。

返回舱分为密封舱和非密封舱,其中密封舱内只安装环境控制和生命保障、人机交互等与航天员息息相关的设备,其他设备均安装在非密封舱中。同时配置的单组元无毒发动机,可以给航天员更安全的保护。

返回舱密封舱空间比神舟飞船大了1倍,可以给航天员提供更舒适的乘坐环境。宽带网络控制系统配合穿戴式显示仪表,让航天员时刻了解飞船实时状况,减轻工作负担。不仅可以满足近地轨道和空间站任务,在返回舱不变的情况下,更换动力更强劲的服务舱以后,还可以进行月球及深空探测任务。

新一代载人飞船返回时采用了由2具减速伞和3具主伞组成“群伞减速”回收方案,返回舱落地前使用6个充气气囊帮助舱体平稳“软着陆”,最大程度地保证了返回舱的安全、完整回收

为了降低进入太空的成本,返回舱被设计成可重复使用的结构。而且为了提高重复使用率,工程师把原先在服务舱的一些高价值的设备全部放在了返回舱,例如星敏感器、计算机等等。返回舱的防热层都是耐烧蚀的新型轻质防热结构。每次执行完任务,只需更换热防护层,并做一次全面检测,就可以再发射。

总结来说,第四代载人飞船的特点是:用途广,可一船多用,能飞往空间站,也可飞往月球甚至小行星和火星;能重复使用多次,以降低成本;运载能力增加,每次可以运送4-7人。执行货运任务时则能上行携带4吨,下行携带2.5吨。

2020年中国新一代载人飞船试验船才发射成功,还需要再进行进一步的测试,赶不上在空间站建设时期使用,所以新一代载人飞船上主要服务于空间站运营时期以及载人登月。

我们可以期待,在神舟15号任务之后,新一代载人飞船的惊艳亮相。

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